Las cámaras termográficas de FLIR contribuyen a garantizar la impecable calidad de las placas solares de SOLON
‘La termografía es una gran herramienta, tanto para el control de calidad durante la producción como para las inspecciones de campo’
Con una planta de energía solar en su tejado, puede convertir la energía del sol en electricidad. Y en dinero; las plantas de energía solar son una inversión lucrativa. Sin embargo, la clave para conseguir la máxima rentabilidad y obtener un alto rendimiento durante décadas, es una gran calidad. La placa solar, la parte más importante de un
sistema solar, debe ser fiable y seguir produciendo electricidad durante años hasta el final
de su vida útil. Para garantizar la buena calidad durante el ciclo de vida completo de una
placa solar, las cámaras termográficas de FLIR pueden desempeñar un papel importante.
Una de las empresas que se percató del potencial que posee la tecnología termográfica para el control de calidad e inspección de las placas solares fue la empresa alemana SOLON. “Utilizamos las cámaras termográficas de FLIR de forma intensiva tanto en nuestro departamento de I+D como en trabajos de campo”, cuenta Oliver Frank, gerente del equipo
de I+D de SOLON.
Fundada en Berlín en 1997, SOLON SE es una empresa proveedora de sistemas solares a nivel mundial. La cartera de SOLON incluye sistemas fotovoltaicos, planificación y construcción de sistemas montados en tejados a gran escala yplantas de energía solar listas para funcionar, así como la producción de placas solares. El grupo SOLON tiene filiales en Alemania, Italia, Francia y EE.UU.
Una placa solar es una inversión a largo plazo. Generalmente, un sistema solar amortizará los costes de la inversión en unos 11 ó 13 años, dependiendo del precio del sistema solar, los precios de la energía y la cantidad de luz solar. "Diseñamos nuestras placas para que funcionen a menos entre 30 y 40 años como mínimo”, añade Frank. “Un cálculo rápido demuestra que una placa podría estar haciendo ganar dinero a su
propietario durante décadas”.
Imágenes térmicas en las pruebas de calidad
Un fabricante de placas solares necesita producir placas fiables y resistentes que sean capaces de soportar décadas de funcionamiento. SOLON no fabrica sus propias celdas solares. Esto significa que los controles de calidad representan una necesidad para SOLON. “SOLON es un productor de máxima calidad", explica Frank. "Por lo que para garantizar que nuestras placas solares están a la altura de los estándares tan exigentes que nos hemos marcado, primero tenemos que someter las celdas solares y los materiales de las placas a rigurosas pruebas de calidad. Probamos nuestras placas solares para ver su capacidad de resistencia a la presión, la temperatura, la humedad y otras circunstancias adversas. Pero nuestra cámara termográfica FLIR resulta crucial para la detección de sobrecalentamientos y la comprobación de la calidad general de las celdas solares”.“Para detectar sobrecalentamientos en las celdas solares antes del laminado, realizamos una
polarización inversa a una única celda y utilizamos la cámara termográfica de FLIR Systems para ver el patrón térmico”, continúa Frank. “Los puntos calientes indican sobrecalentamientos locales provocados por defectos en la fabricación del material semiconductor de la celda. Esta sencilla prueba nos permite asegurarnos de que la calidad de las celdas supera cierto nivel”.
Las cámaras termográficas son cruciales
La cámara termográfica que se utiliza actualmente con este fin en el departamento de investigación y desarrollo (I+D) de SOLON en Berlín es la FLIR P65. Frank está muy satisfecho con ella. “Compramos esta cámara termográfica en 2006 y sigue funcionando perfectamente. La prueba de detección de sobrecalentamiento mediante imagen térmica es una prueba de calidad crucial para las celdas solares nuevas”.
El modelo de cámara termográfica que se encuentra actualmente en el mercado para este tipo de aplicación
es el FLIR SC660. El detector microbolómetro sin refrigerar proporciona imágenes térmicas con una resolución de 640 x 480 píxeles a una sensibilidad térmica por debajo de los 30 mK. Posee algoritmos de optimizador
de contraste automáticos que facilitan el análisis térmico de objetos detallados. Todo esto, combinado con lentes intercambiables y las características para cámaras más avanzadas, hacen de la FLIR SC660 una herramienta perfecta para las pruebas de detección de sobrecalentamientoen las celdas solares.
Imágenes térmicas sobre terreno
“El éxito cosechado en el departamento de I+D nos llevó a la adquisición de dos nuevas cámaras termográficas de la serie T de FLIR para las inspecciones de campo”, continúa Frank. “El hecho de que estas cámaras sean compactas, ligeras y de diseño ergonómico, las hace perfectas para las inspecciones de campo”.
El departamento de mantenimiento es el que realiza dichas inspecciones, explica Volker Denzler, experto en termografía del departamento de servicios postventa de SOLON. “Utilizamos estas cámaras para comprobar una planta de energía solar antes de entregársela al cliente con el fin de asegurarnos de que todo está en orden.
También realizamos servicios de supervisión, funcionamiento y mantenimiento para los propietarios que adquirieron las plantas solares de SOLON”.
“Las cámaras termográficas son un extraordinario complemento a nuestros métodos de inspección de campo”, continúa Denzler. “Antes de tener estas cámaras termográficas de FLIR teníamos que comprobar cada hilera a mano. Como se puede imaginar nos llevaba mucho tiempo, especialmente en instalaciones de gran tamaño. E incluso cuando se localizaba la hilera en la que se encontraba el problema había que suponer qué celda o celdas eran las que provocaban dicho problema”.
Visión inmediata del problema
“Con las cámaras termográficas de FLIR Systems podemos detectar de inmediato en qué parte de la placa se encuentra el problema y, normalmente, podemos ver en la imagen térmica la tipología de dicho problema. Hay muchas causas distintas de problemas con las placas solares y cada problema necesita un enfoque distinto a la hora de resolverlo”.Los puntos calientes en las imágenes térmicas indican la causa del problema. Normalmente las anomalías térmicas indican pérdida de rendimiento de la placa solar en cuestión y, en algunos casos, los puntos calientes alcanzan temperaturas tan altas que se consideran un riesgo para la seguridad. Por regla general, estos problemas pueden resolverse. “Con frecuencia descubrimos que la causa del problema está relacionada con problemas de conexión. Las conexiones eléctricas pueden deteriorarse levemente con el paso del tiempo y dichos problemas se solucionan de forma sencilla”.
La termografía ayuda a descubrir la causa
Otras posibles causas de defectos son la rotura de celdas, la rotura de la capa protectora de vidrio, los diodos de derivación defectuosos y el ensombrecimiento, entre otras. “Las cámaras termográficas de FLIR son actualmente la mejor herramienta disponible en el mercado para averiguar qué es lo que va mal, por qué una placa presenta un descenso del rendimiento”, explica Denzler. “Especialmente en el caso de diodos de derivación defectuosos, provocados por ejemplo por una tormenta eléctrica, detectar el problema era una tarea muy complicada. Sin embargo, los diodos defectuosos aparecen de forma muy clara en la imagen térmica. Y podría seguir enumerando muchos ejemplos. Determinar el patrón de temperatura de la placa solar es un paso muy importante a la hora de detectar qué es lo que va mal de entre todas las posibles causas de defectos en las placas solares.
Diseño ergonómico
Las cámaras termográficas de la serie T de FLIR, utilizadas en la actualidad para inspecciones de campo, contienen un detector microbolómetro sin refrigerar con una resolución de 320 x 240 píxeles que produce imágenes térmicas nítidas con una sensibilidad térmica por debajo de los 50 mK. Estas cámaras, desarrolladas especialmente para realizar inspecciones de mantenimiento, están diseñadas para una máxima facilidad de uso. Son compactas, ligeras y de diseño ergonómico.“En especial, la unidad de lente abatible es muy práctica”, explica Denzler. “Cuando inspeccionamos una placa sobre el terreno, normalmente intentamos examinar la parte trasera, si la instalación lo permite. Con la unidad de lente abatible podemos tomar imágenes de la parte trasera de una placa solar fácilmente, sin tener que arrastrarnos por el suelo. Debido a su diseño ergonómico, podemos colocar fácilmente la cámara termográfica para que apunte a cualquier ángulo imaginable de la placa”.
Informe instantáneo
La serie T de FLIR que utiliza SOLON para las inspecciones de campo también incluye funciones muy útiles, como la fusión térmica o el informe instantáneo. “Hemos utilizado varias veces la fusión térmica, mostrando una combinación de una imagen visible y una térmica en una misma imagen, pero la función de informe instantáneo es especialmente útil. Cuando realizamos un estudio de una instalación solar, podemos mostrar de inmediato al propietario o gerente algunos de los resultados preliminares”.Claro que dicho informe instantáneo va seguido de un informe oficial. “Para producir nuestros informes utilizamos el software FLIR Reporter. Dichosoftware nos permite ajustar el nivel y el intervalo para mostrar diferencias de temperatura importantes, ya que es compatible con Microsoft Word y nos permite crear informes fácilmente utilizando Word de Microsoft Office”.
Errores comunes
Las cámaras termográficas son fáciles de usar. Aun así se tiene que saber lo que se está haciendo. “Un error muy común es mirar a la placa solar sin la cantidad de sol necesaria brillando sobre ella. En SOLON seguimos la norma de que únicamente llevamos a cabo inspecciones térmicas si la irradiancia solar es de 700 W/m2 o superior. Para que las placas solares funcionen en un rango óptimo para detectar defectos se necesita esta cantidad de luz”, comenta Denzler.Otro error con el que Denzler se topa a menudo es la importancia de las diferencias de temperatura. “No todos los efectos térmicos significan que exista un problema. La diferencia de temperatura tiene que ser superior a una diferencia crítica para que sea necesaria una reparación”.
Contrato de mantenimiento
Según Denzler, estos errores los suelen cometer los usuarios nuevos. “Cuando vendemos una instalación solar también nos ofrecemos para hacernos cargo del mantenimiento, lo que incluye inspecciones con cámaras termográficas. Pero algunos de nuestros clientes deciden no optar por el mantenimiento de SOLON y tienen a un termógrafo externo que realiza las inspecciones”. “Más de una vez hemos recibido quejas de clientes con un informe termográfico no redactado por SOLONmostrando ‘puntos calientes’, pidiendo que se hiciera algo de inmediato”, continúa Denzler.
“Después comprobamos que las diferencias de temperatura son tan bajas que no están indicando fallo alguno, sino una variación normal entre las temperaturas de las celdas que no altera para nada el rendimiento de la placa”.
La importancia de una buena formación
“Afortunadamente, FLIR Systems ofrece una buena formación que ayuda a evitar que los empleados de SOLON cometan dichos errores”, comenta Denzler. FLIR Systems coopera con el Centro de Formación de Infrarrojos (ITC) para organizar cursos de formación frecuentes diseñados específicamente para estas aplicaciones. “Crecemos constantemente y gente nueva comienza a utilizar las cámaras termográficas que compramos, pero nos aseguramos de que todos nuestros operadores de cámaras termográficas hayan recibido al menos la formación básica en termografía del ITC y la formación interna adicional especializada en las instalaciones solares de SOLON”.
FLIR Systems y Eideo Análisis: un buen socio a largo plazo
Según Denzler, ya sea para el control de calidad durante el proceso de producción o para las
inspecciones de mantenimiento de las placas y la instalación de infraestructuras, las cámaras termográficas de FLIR son una gran herramienta para obtener información fundamental. Pero eso no es todo; FLIR también es un buen socio a largo plazo.
“La combinación de un buen servicio, la excelente formación y, por supuesto, la calidad inigualable de las cámaras termográficas hacen que FLIR Systems sea un socio perfecto para nosotros”, concluye Denzler. “Cuando necesitemos comprar de nuevo una cámara termográfica, sin duda alguna, volverá a ser una cámara FLIR”.
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